[发明专利]一种大管状煤尘爆炸性鉴定火焰长度测量方法

说明书

一种大管状煤尘爆破性鉴定火焰长度测量装置及方法，属于鉴定开采煤层和地质勘探煤层煤尘爆炸性领域。其特征在于在大管状煤尘爆炸性鉴定仪的玻璃管中增置一根镍铬丝作为电阻，用瓷管固定，在玻璃管侧面开孔穿出并外接电路构成惠斯通电桥。煤尘爆炸产生火焰，玻璃管内镍铬丝电阻随温度升高增大，惠斯通电桥输出电压值变化，记录电桥输出电压最大值，经电学公式间接计算出镍铬丝阻值变化，由镍铬丝阻值变化与火焰长度间存在的线性关系直接得到对应试验的火焰长度。本发明由镍铬丝阻值变化直接计算得到试验火焰长度，判断煤尘有无爆炸性，简单便捷、经济实用、并减小肉眼观测和人为干扰等因素造成的火焰长度误差。

技术领域

本发明涉及鉴定开采煤层和地质勘探煤层煤尘爆炸性领域，具体涉及一种大管状煤尘爆炸性鉴定火焰长度测量方法，适用于测量玻璃大管中煤尘通过加热器产生瞬时爆炸的火焰长度。

背景技术

进行煤尘爆炸性鉴定，是检测煤尘性质的主要手段，也是保障煤炭安全生产的重要环节，我国《煤矿安全规程》第一百五十一条规定了煤矿必须对矿井煤样进行煤尘爆炸性鉴定试验。目前我国实验室主要采用大管状煤尘爆炸性鉴定仪进行煤尘爆炸性鉴定工作，通过肉眼观察1g煤样在通过1100℃的加热器时所产生的瞬间火焰长度(是否超过3mm)来确定煤尘爆炸性质，该方法的优点在于方法简便，费用低廉。

一般情况下，金属电阻随温度的升高而增大，金属导体温度越高，电阻越大。镍铬丝随温度升高电阻增加的并不明显，而非平衡状态的惠斯通电桥可以用于测量电阻值的微小变化，根据电桥输出电压和镍铬丝阻值变化之间电化学关系可间接得到镍铬丝阻值变化的具体数值。

在进行煤尘爆破性鉴定试验时，1g煤样在石英玻璃大管中燃烧产生火焰的持续时间非常短，火焰长度完全依赖于玻璃管上的标尺刻度(最小刻度为5mm)来测量，对于较短的火焰长度，尤其是煤尘爆炸在加热器周围出现的火焰单边长度达3mm左右的临界状态时，难以用肉眼进行捕捉，单凭鉴定人个人感觉和经验进行判断的火焰长度结果存在误差，该装置及方法存在检测精度差、重复性误差大、人为干扰因素多等问题。因此需要在火焰长度鉴定方法和措施上具有突破和创新，才能使大管状煤尘爆炸性鉴定的火焰长度测量达到操作便捷、经济实用、受人为干扰因素小的效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提供了一种适用于测量大管状煤尘爆炸性鉴定试验中火焰长度测量方法，用以解决人眼观测记录火焰长度误差大的问题。

为了实现以上目的，有效减少火焰长度人眼测量的误差，实现火焰长度直接由镍铬丝电阻阻值变化计算出，本发明采用如下技术方案：一种大管状煤尘爆炸性鉴定火焰长度测量装置，其特征在于：

大管状煤尘爆炸性鉴定火焰长度测量装置主要由玻璃管1、小孔2、镍铬丝3、瓷管4、加热孔5、加热器6、试样管7、弯管8、微型空气压缩机9、外接电阻10、直流电源11、输出电压记录仪12和电路开关13组成；其中，玻璃管1由九五硬质料玻璃制成，长1400mm，外径81mm，内径78mm，壁厚3mm；两个小孔2直径2mm，一个距离大管管口右端350mm，另一个距离大管管口左端20mm；镍铬丝3长为1500mm；瓷管4长20mm，外径2mm，内径1mm，壁厚0.5mm；加热孔5直径14mm，距离大管管口右端400mm；试样管7材质为不锈钢，长100mm，外径12mm，内径9mm，壁厚1.5mm，管口前端喷料口长10mm，外径7mm，内径5mm，壁厚1mm；弯管8材质为不锈钢，外径9mm，内径7mm，壁厚1mm。

一种大管状煤尘爆炸性鉴定火焰长度测量方法，包括以下步骤：

Ⅰ、在煤尘爆炸性鉴定装置中的玻璃管1侧面开小孔2，玻璃管内加一根镍铬丝3并用瓷管4固定，镍铬丝由玻璃管侧面两孔口穿出并外接电路构成惠斯通电桥；

Ⅱ、计算常温下(20℃)所选镍铬丝阻值，选择与镍铬丝阻值相同的三个固定电阻10，通过导线将镍铬丝、固定电阻与直流电源11、输出电压记录仪12、电路控制开关13连接构成惠斯通电桥；